本發(fā)明涉及一種空冷器不同材質(zhì)冷卻管冷卻效果對(duì)比試驗(yàn)方法，尤其是一種高壓電機(jī)空冷器不同材質(zhì)冷卻管冷卻效果對(duì)比試驗(yàn)方法，屬于機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的高壓電動(dòng)機(jī)主要電壓等級(jí)為6000v和10000v，空冷器的冷卻管可以采用不同材質(zhì)，主要有鋼管和鋁管，很少有采用銅管的，不同材質(zhì)的冷卻管的導(dǎo)熱系數(shù)不同，用它做成的空冷器的散熱效果也不同，空冷器廠家為了降低成本，普遍采用鋼管做冷卻管的比較多，這對(duì)于普通效率的高壓電機(jī)還是可以的，但是對(duì)于功率比較大的二級(jí)能效以上的高壓高效電機(jī)就勉為其難了，經(jīng)常出現(xiàn)因?yàn)榭绽淦骼鋮s效果不好導(dǎo)致的電機(jī)整體溫升過(guò)高的現(xiàn)象發(fā)生。
冷卻器包括空水冷卻器和空空冷卻器?？账鋮s器是流經(jīng)冷卻管內(nèi)的低溫水通過(guò)管壁進(jìn)行熱量交換，把冷卻管外也就是電機(jī)內(nèi)的熱空氣進(jìn)行冷卻的裝置；空空冷卻器是流經(jīng)冷卻管內(nèi)的低溫空氣通過(guò)管壁進(jìn)行熱量交換，把冷卻管外也就是電機(jī)內(nèi)的熱空氣進(jìn)行冷卻的裝置。
冷卻器冷卻管的導(dǎo)熱系數(shù)對(duì)換熱效果影響較大。
導(dǎo)熱系數(shù)λ是指在穩(wěn)定傳熱條件下，1m厚的材料，兩側(cè)表面的溫差為1度（k或℃），在1秒內(nèi)，通過(guò)1m2面積傳遞的熱量，單位為w/m.k（瓦/米.度），導(dǎo)熱系數(shù)與材料的組成結(jié)構(gòu)、密度、含水率、溫度等因素有關(guān)。
由于銅管的導(dǎo)熱系數(shù)是400，鋁管的導(dǎo)熱系數(shù)240，鋼管的導(dǎo)熱系數(shù)78，304不銹鋼的導(dǎo)熱系是16.2；為了響應(yīng)國(guó)家節(jié)能減排產(chǎn)業(yè)政策的要求，最大限度地提高空冷器的散熱效果，降低電機(jī)內(nèi)外風(fēng)扇的損耗，從而提高電機(jī)效率，降低電機(jī)的運(yùn)行成本，盡可能采用鋁管充當(dāng)空冷器的冷卻管，必要時(shí)可以考慮采用銅管（注：空水冷卻器就是采用銅管作為冷卻管）。
有些廠家聲明，當(dāng)冷卻管的厚度很薄，達(dá)到1mm厚的時(shí)候，在電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的狀況下，由于電機(jī)內(nèi)部溫度較高，電機(jī)內(nèi)外的溫差較大，相同規(guī)格尺寸和數(shù)量、不同冷卻管材質(zhì)的空冷器，鋁管空冷器的換熱量只比鋼管空冷器的換熱量大5～8%。但是卻拿不出確切的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和試驗(yàn)過(guò)程，這種理論也是講不通的。特別是不方便也沒(méi)有電機(jī)廠家試驗(yàn)過(guò)在三臺(tái)相同型號(hào)的電機(jī)上采用不同數(shù)量不同材質(zhì)的冷卻管做成的外形尺寸不同的空冷器同時(shí)進(jìn)行溫升試驗(yàn)，來(lái)驗(yàn)證冷卻效果。因?yàn)?，采用不同材質(zhì)冷卻管制成的換熱量相同的冷卻器，所采用的冷卻管的數(shù)量是不同的，而數(shù)量上具體相差多少最合適，沒(méi)有準(zhǔn)確的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，所以現(xiàn)在的冷卻效果差異只是一個(gè)估算，不是很準(zhǔn)確，現(xiàn)實(shí)中經(jīng)常出現(xiàn)因?yàn)榭绽淦髟O(shè)計(jì)不合理造成電機(jī)溫升過(guò)高的事情。有很多空冷器廠家還在用不銹鋼作為空水冷卻器的冷卻管。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明以高壓電機(jī)空空冷卻器為例，設(shè)計(jì)出一種簡(jiǎn)單易行、準(zhǔn)確可靠的電機(jī)冷卻器不同材質(zhì)冷卻管冷卻效果的對(duì)比試驗(yàn)方法。
本試驗(yàn)方法是在同一臺(tái)電機(jī)的冷卻器上同時(shí)裝上三種相同數(shù)量不同材質(zhì)的冷卻管，進(jìn)行溫升試驗(yàn)時(shí)通過(guò)測(cè)量冷卻管的平均出風(fēng)溫度來(lái)判斷冷卻效果差異。
本發(fā)明的有益效果是在一臺(tái)電機(jī)上同時(shí)進(jìn)行三種材料冷卻管的冷卻效果試驗(yàn)，試驗(yàn)條件相同，試驗(yàn)的工作量小，試驗(yàn)成本低，試驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明所述空空冷高壓電機(jī)的空冷器結(jié)構(gòu)示意圖；
其中：右端是獨(dú)立風(fēng)機(jī)，縱向水平放置的冷卻管有4排4列。
具體實(shí)施方式
如附圖所示，本發(fā)明空冷器不同材質(zhì)冷卻管冷卻效果對(duì)比試驗(yàn)方法的一種具體實(shí)施例，其中：右端是獨(dú)立風(fēng)機(jī)，縱向水平放置的冷卻管有4排4列，實(shí)際數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)圖示數(shù)量，有300到800根。該試驗(yàn)是在同一臺(tái)電機(jī)上進(jìn)行，從電機(jī)冷卻器的左端部看，所有冷卻管采用等間距層層平鋪的方式布置，而不是采用w型或m型方式布置，不同材質(zhì)冷卻管的長(zhǎng)度、直徑和管壁厚度完全相同，便于對(duì)比冷卻效果。從電機(jī)冷卻器的左端部看，從左邊數(shù)到空冷器寬度的大約1/3處放置兩個(gè)鋁管。兩個(gè)鋁管的間距為空冷器高度的1/3，下面那個(gè)鋁管到空冷器底邊的間距為空冷器高度的1/3，在空冷器右邊裝入兩個(gè)銅管，兩個(gè)銅管的位置與兩個(gè)鋁管的位置左右對(duì)稱；其余位置全都裝入常用的材料：鋼管。這樣，兩個(gè)鋁管和兩個(gè)銅管與它周圍的鋼管口進(jìn)風(fēng)溫度、換熱空間和冷卻管內(nèi)、外總的通風(fēng)量也是相同的，但是由于冷卻管的導(dǎo)熱系數(shù)不同，換熱能力和換熱量也是不同的，導(dǎo)致冷卻管口的平均出風(fēng)溫度不同，也就是冷空氣通過(guò)冷卻管后升高的溫度不同，間接反映出電機(jī)內(nèi)部降低的溫度不同，從而能夠反映出導(dǎo)熱系數(shù)不同的不同材質(zhì)的冷卻管實(shí)際散熱能力的差異。為設(shè)計(jì)空冷器時(shí)確定不同材質(zhì)冷卻管的數(shù)量提供直接的技術(shù)參數(shù)，確保所設(shè)計(jì)的空冷器既滿足了散熱量的要求，又不會(huì)因?yàn)槊つ吭黾永鋮s管的數(shù)量而導(dǎo)致原材料的浪費(fèi)。
該試驗(yàn)通過(guò)同一臺(tái)電機(jī)進(jìn)行一次試驗(yàn)，鋁管和銅管的數(shù)量可以增加到3～10根，均勻布置，通過(guò)分別計(jì)算不同材質(zhì)冷卻管的平均出風(fēng)溫度，比較其差額，能準(zhǔn)確地反映出采用不同材質(zhì)的冷卻管的空冷器的冷卻效果的差異，具體體現(xiàn)出空冷器的降溫效果差幾度。也就是電機(jī)的溫升差幾度。
試驗(yàn)過(guò)程可以把三種材料的冷卻管的數(shù)量以及位置隨意互換。